Astronomie: Unser Sonnensystem

Die Erde


Durchmesser: 12 757 km

Mittlerer Sonnenabstand:
150 000 000 km

Umlaufzeit um die Sonne:
365 Tage, 5 Stunden,
48 Minuten, 46 Sekunden

Rotationszeit:
24 Stunden

Oberflächentemperatur:
-50 bis +50 ° Celsius

Temperatur im Erdmittelpunkt:
7000 ° Celsius

1 Mond
Die Erde, unser Heimatplanet

Unser Heimatplanet zieht seine Bahnen zwischen der Venus und dem Mars um die Sonne. Dabei bewegt sich die Erde und wir alle mit unglaublichen 107 000 Kilometern pro Stunde! Hoffen wir, dass sie bei diesem Tempo keinen Unfall baut. Gottseidank gibt es im Weltall extrem wenig Hindernisse, die dieser Höllenfahrt gefährlich werden könnten.

Betrachtet man unsere beiden Nachbarplaneten, fällt auf, wie viele Zufälle zusammenkommen mussten, um uns das Leben zu ermöglichen: Eine Atmosphäre, die gerade so viel Wärme festhält, dass das Wasser in flüssigem Zustand vorkommt, ein Magnetfeld, das uns vor dem Sonnenwind schützt und vieles mehr. Dass es auf der Venus so extrem heiß ist, liegt weniger daran, dass sie der Sonne näher ist, sondern daran, dass diese mit 96% Kohlendioxid einen selbstmörderischen Treibhauseffekt erzeugt. Der Merkur ist nämlich wesentlich näher an der Sonne und trotzdem im Durchschnitt viel kälter! Dass die beiden Atmosphären so unterschiedlich sind, ist eigentlich seltsam, sind doch alle Planeten eigentlich aus der gleichen Grundsubstanz entstanden. Selbst wenn wir alles verbrennen, was es auf der Erde an Brennbarem gibt, könnten wir diesen Wert nie erreichen. Bei uns beträgt der Kohlendioxid-Anteil trotz jahrhundertelanger menschlicher Verbrennung gottseidank gerade mal 0,04%, sonst könnten wir hier nicht leben.
Landleben im Fichtelgebirge auf unserer Erdkugel
Idyllisches Landleben im Fichtelgebirge

Verblüffend ist, dass die Erde mit erschreckenden 30 Kilometern pro Sekunde, also 107 000 Stundenkilometern auf ihrer Bahn um die Sonne saust. Dabei beschreibt unser Planet nur scheinbar eine gleichmäßige Umlaufbahn. In bestimmten langjährigen, immer wiederkehrenden Zeiträumen verändert sich sowohl die Erdbahn als auch der Winkel, in dem die Erdachse zur Bahnebene, also auch zur Sonne steht. Die Erde "eiert" also. Diese regelmäßig wiederkehrenden Bewegungen hat der jugoslawische Geophysiker und Mathematiker Milutin Milankovich (Milankovitch) ausführlich erforscht und berechnet, man nennt sie deshalb auch Milankovich-Zyklen. Betrachtet man diese Schwankungen in Bezug auf die Sonneneinstrahlung und damit auch auf das Klima, überlagern sich diese, das heißt, zur einen Zeit können sie sich gegenseitig unterstützen, zur anderen Zeit gegenseitig aufheben. Drei Effekte hat Milankovich als besonders bedeutsam herusgearbeitet:
  • Taumelbewegung der Erdachse (Präzession)
    Setzt man einen Kreisel so in Bewegung, dass er zur Schwerkraft nicht senkrecht steht, also leicht schief, beschreibt seine Drehachse eine langsame Taumelbewegung. Das gleiche tut die Erdachse, da sie ja schräg zur Sonne steht. Ein voller Durchlauf dauert 25 800 Jahre.
  • Änderung der Neigung der Erdachse (Nickbewegung)
    Dass es bei uns Sommer und Winter gibt, liegt daran, dass die Erdachse nicht rechtwinklig zur Bahnebene liegt, sondern in einem bestimmten Winkel geneigt. Diese Neigung schwankt in jeweils 41 000 Jahren zwischen 22,1° und 24,5° und wieder zurück. Je stärker die Erdachse geneigt ist, um so größer ist der Unterschied in der Sonneneinstrahlung zwischen Sommer und Winter. Die Neigung der Erdachse beträgt zur Zeit 23,44°. Eine weitere winzige Nickbewegung, die Nutation, beträgt nur wenige Winkelsekunden und wiederholt sich alle 18,5 Jahre. Diese und noch weitere viel geringere Unregelmäßigkeiten haben praktisch keine Auswirkungen auf die Erde. Sie werden nur von der Astronomie berücksichtigt, wenn genaue Ortsbestimmungen von Sternen durchzuführen sind.
  • Änderung der Exzentrizität der Erdbahn
    Die Erdbahn um die Sonne ist nicht kreisförmig, sondern leicht elliptisch. Innerhalb von ca. 50 000 Jahren ändert sich die Bahn von fast kreisförmig auf etwas mehr elliptisch und anschließend wieder zurück. Die Periodendauer beträgt also 100 000 Jahre. Maximale Ellipse bedeutet eine Veriation der Entfernung zur Sonne um 11,6 %, Minimale Ellepse eine Änderung von 1 %. Gegenwärtig liegen wir bei 3,4 %. Zur Zeit ist die Erde während des Winters auf der Nordhalbkugel der Sonne näher als im Sommer. Verursacht werden diese Änderungen vor allem durch die Planeten Jupiter und Saturn. Da auch die anderen kleineren Planeten Einflüsse haben, gibt es noch andere Zyklen, die sich jedoch nur wenig auswirken.
Nur der dritte Punkt beeinflusst den Gesamtbetrag der Energieeinstrahlung der Sonne auf die Erde,
Punkt 1 und 2 haben nur Einfluss darauf, wo und wie lange mehr oder weniger Sonnenstrahlung einfällt.

Die Milankovich-Zyklen
  • Die ersten drei Kurven sind berechnet aus den Bahndaten.
  • Die Energieeinstrahlung der Sonne ist berechnet aus den ersten drei Kurven
    für einen Punkt auf 65 ° nördlicher Breite (nicht die Gesamt-Energieeinstrahlung auf die Erde!).
  • Die Temperaturkurve ist abgeleitet von Bohrkernen aus Gletschern.

Milankovich und verschiedene Wissenschaftler nach ihm haben immer wieder versucht zu beweisen, dass diese Zyklen die Ursache der Eiszeiten sind. Jedoch gilt heute als gesichert, dass dem nicht so ist. Hinzu kommt, dass die Energieabstrahlung der Sonne nicht nur in einem 11jährigen Zyklus schwankt, sondern auch in längeren unregelmäßigen Zeiträumen. Erhöhte vulkanische Aktivität kann außerdem die Sonneneinstrahlung schwächen und viele andere Faktoren können eine Rolle spielen, in unseren Zeiten vor allem menschengemachte wie der Ausstoß von Treibhausgasen. So ist eine eindeutige Ursache der Eiszeiten noch nicht gefunden worden.

Wenig bekannt ist, dass die letzte Eiszeit genaugenommen nur eine Kaltzeit in dem Eiszeitalter war, in dem wir leben. Es wird erst dann beendet sein, wenn beide Pole im Sommer eisfrei sein werden. Mit der menschengemachten Klimaerwärmung wird das wohl eher der Fall sein, als es natürlicherweise geschehen wäre. Erleben werden wir es nicht mehr, denn besonders der Eispanzer der Antarktis ist sehr dick. Auf der Erde wird es dann eng werden durch den enormen Anstieg des Meeresspiegels.

Denkt man die vielen Probleme, die in den nächsten Jahrhunderten auf die Menschheit zukommen, konsequent zu Ende, kommt man immer wieder zu einer Lösung: Nur eine drastische  Reduzierung der Bevölkerungszahl kann uns helfen, damit besser zurechtzukommen. Damit unser Leben auf der Erde lebenswert bleibt!

Dass die Bahnbewegungen der Planeten und die Eigendrehungen keine ganzzahligen Verhältnisse oder gar runde Zahlen ergeben, damit mühten sich schon die alten Ägypter ab. Neben Sonne und Mond zogen sie auch die Sternzeichen für die Berechnung der Jahreszeiten heran, und vor allem auch den Stern Sirius, den Hundsstern. Nimmt man zum Beispiel das Jahr mit 365 Tagen an, verschiebt sich der Aufgang des Sirius jedes Jahr um ungefähr einen Viertel-Tag. Dadurch wird ein solcher Kalender zur Bestimmung der Jahreszeiten und Nilfluten mit der Zeit unbrauchbar. Erst nach 1424 Jahren stimmt dieser Kalender mal wieder, der Zeitraum des sogenannten Sothis-Zyklus. Heute schieben wir im Gregorianischen Kalender alle vier Jahre einen Schalttag ein, den 29. Februar, um die Differenz auszugleichen. Jedes Jahr, das sich ohne Rest durch vier teilen lässt, ist so ein Schaltjahr. Auf lange Sicht reicht auch das nicht, denn Das Jahr hat nicht 365,25 sondern 365,2422 Tage. Zum Ausgleich lässt man bei Jahren, die durch 100 ohne Rest teilbar sind, den Schalttag weg, außer, die Jahreszahl ist auch durch 400 teilbar, dann findet der Schalttag trotzdem statt. Auf sehr lange Sicht wird selbst das nicht reichen, und irgendwann in ferner Zukunft wird man mal wieder einen zusätzlichen 29. Februar einfügen oder ein Schaltjahr weglassen müssen, so wie ab und zu an Neujahr eine zusätzliche Schaltsekunde eingefügt wird, um die Uhrzeit der ungeradzahligen Erddrehung anzupassen.

Während die Milankovich-Zyklen oder der Sothis-Zyklus physikalisch-astronomische Tatsachen darstellen, gibt es auch auch extreme Theorien, nach denen nicht nur die gesamte Erde Unregelmäßigkeiten in ihrer Umlaufbahn und in den Erddrehungen aufweist, sondern dass durch plötzlich auftretende Ereignisse eine Verschiebung der Erdkruste auf dem Erdmantel stattfinden könnte. Diese Theorien besitzen kaum physikalischen Grundlagen, sondern stützen sich auf andere Indizien. Der amerikanische Geograph Charles Hapgood zum Beispiel entwickelte die Theorie einer Polverschiebung, die vor 12 000 Jahren stattgefunden und die die Eiszeit beendet haben soll, und der auch Atlantis zum Opfer fiel. Nicht verwechseln darf man dies mit der Verschiebung der magnetischen Pole, er meinte die geografischen Pole und eine Verschiebung der gesamten Erdkruste. Ausgelöst werden könnte so etwas z.B. durch einen relativ nahe vorbeifliegenden Planeten. Hapgood selbst erwartete etwas derartiges wieder im Jahr 2013, evtl. in Gestalt des Himmelsobjekts oder Planeten Nibiru, welches auf alten sumerischen und babylonischen Keilschrifttafeln erwähnt wird. Als weiteren Auslöser vermuten manche die schweren Polkappen der Eiszeit, die sehr unregelmäßig ausgebildet waren und dadurch eine Unwucht in der Erddrehung bewirkt haben könnten. Wenn das zutrifft, wären wir heute vor einer solchen weltweiten Katastrophe sicher.

In die gleiche Kerbe schlägt Herbert Gabriel in seinem Buch  Die Geschichte des Altertums in neuer Sicht (Hier im Internet zu lesen), in dem er verschiedene Ungereimtheiten in der Chronologie der Antike ebenfalls auf eine Verschiebung der Erdkruste zurückführt, ausgelöst durch den Planeten Typhon. Er erklärt damit Berichte aus dem Altertum, wie z.B. die  Bibelstelle im Buch Josua, Kap. 10, Vers 12: "...Sonne, stehe still zu Gibeon!". Im nächsten Vers heißt es: "Da stand die Sonne und der Mond stille ... und die Sonne verzog unterzugehen einen ganzen Tag." Man mag das als Legende oder Esoterik abtun, physikalisch zu erklären wäre es nur durch eine Verschiebung der Erdkruste, denn die gesamte Erdkugel kann nicht einfach in ihrer Drehung innehalten.

Wenn sich jedoch ein weiterer unentdeckter Planet im Sonnensystem aufhalten würde, müsste man dies anhand von Bahnunregelmäßigkeiten der anderen Planeten feststellen können, es sei denn, er wurde durch die Begegnung mit der Erde weit in den Weltraum hinausgeschleudert und befände sich auf einer extrem elliptischen Umlaufbahn. Eine weitere Möglichkeit sind interstellare Planeten, die vor langer Zeit ihr jeweiliges Planetensystem verließen und nun frei durch das Weltall vagabundieren. Selbst wenn dieser nicht in Erdnähe käme, könnte er unsere Planetenbahnen so weit stören, dass die Existenz der Menschheit gefährdet wäre. Viele Berichte aus dem Altertum weisen auf riesige Katastrophen hin, von der Sintflut bis zum Weltenbrand und der Feuersonne der Mayas. Inwieweit das den Tatsachen entspricht, kann niemand sagen.

Im Katastrophenfilm "2012" von Roland Emmerich steht ebenfalls eine Erdkrustenverschiebung im Mittelpunkt, hier allerdings ausgelöst durch die Sonne, welche durch eine außergewöhnliche Strahlung den Erdmantel erhitzt wie die Speisen in einem Mikrowellenherd.

Oft hört man die Meinung »Früher dachten die Menschen, die Welt wäre eine Scheibe,« Es ist nicht so, dass sich diese Meinung bis zu einem bestimmten Zeitpunkt hielt, und dann durch die Vorstellung einer Kugel ersetzt wurde. Vielmehr existierten beiden Vorstellungen lange Zeit nebeneinander. Selbst die Kirche akzeptierte beide Vorstellungen, für sie war nur wichtig, dass die Erde im Mittelpunkt der Welt stand, und nicht die Sonne oder etwas anderes.

Der erste, der den Umfang der Erdkugel einigermaßen genau berechnete, war der griechische Philosoph, Astronom und Mathematiker Eratosthenes von Kyrene, und zwar schon 200 Jahre vor Christus! Er nahm den Abstand zwischen Alexandria und  Assuan, der in Ägypten von damit beauftragten Schrittzählern bestimmt wurde, und maß an beiden Orten den Winkel der einfallenden Sonnenstrahlen zur Sommersonnenwende. In Assuan, das nahe des Nördlichen Wendekreises liegt, warf ein senkrechter Stab keinen Schatten, was er als 0 Winkelgrade definierte. In Alexandria wich die Sonne zur gleichen Zeit um 7° 12' von der Senkrechten ab, was ungefähr einem Fünfzigstel des Vollkreises entspricht. Er brauchte also nur die Entfernung Alexandria - Assuan mit 50 zu multiplizieren und erhielt damit den Erdumfang.

Diesen Erdumfang definieren wir heute über die Pole als Polumfang mit 40 008 km. Da die Erde keine Kugel ist, sondern ein sogenannter Rotationsellipsoid, ist der Erdumfang entlang des Äquators, also der Äquatorumfang, um 67 km größer, also 40 075 km. Der Unterschied entsteht dadurch, dass sich die Erde durch die Fliehkraft der Erddrehung etwas zum Äquator hin verformt und an den Polen entsprechend abgeflacht hat.

Von Erwin Purucker






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